EETI Escola de Engenharia e TI

Disciplina:Fsica Eletricidade

Professor (a):Rafael Doria

Aluno (a):

Lista de exerccios (Dipolo eltrico, Fluxo e Lei de Gauss)

1) Um dipolo eltrico formado por cargas de +2 e 2 separadas por uma distncia de 0,78 mm submetido a um campo eltrico de 3,4 x 106 N/C. calcule o mdulo do torque exercido pelo campo eltrico sobre o dipolo se o momento de dipolo est (a) paralelo; (b) perpendicular; (c) antiparalelo ao campo eltrico.

2) Um certo dipolo eltrico submetido a um campo eltrico uniforme de mdulo 40 N/C. A figura abaixo mostra o mdulo do torque exercido sobre o dipolo em funo do ngulo entre o campo e o momento dipolar . A escala do eixo vertical definida por s = 100 x 10 28 N.m. Qual o mdulo de ?

3) Qual o trabalho necessrio para fazer girar de 180 um dipolo eltrico em um campo eltrico uniforme de mdulo E = 46,0 N/C se p = 3,02 x 10 25 C.m e o ngulo inicia 64?

4) Um campo eltrico vertical de magnitude 2,00 x 104 N/C existe acima da superfcie da Terra em um dia em que uma tempestade est se armando. Um carro retangular de 6,00 m por 3,00 m est se deslocando ao longo de uma estrada que se inclina para baixo 10,0. Determine o fluxo eltrico atravs da parte inferior do carro.

5) Um disco com 40,0 cm de dimetro girado em um campo eltrico uniforme at que a posio do fluxo mximo seja encontrada. O fluxo medido nessa posio 5,20 x 105 N.m/C. Qual a magnitude do campo eltrico?

6) O cubo da figura a seguir tem 1,40 m de aresta e est orientado da forma mostrada na figura em uma regio onde existe um campo eltrico uniforme. Determine o fluxo eltrico atravs da face direita do cubo se o campo eltrico, em N/C, dado por (a) 6,00; (b) 2,00; (c) 3,00 + 4,00.

7) Uma carga positiva q = 3,0 C est circundada por uma esfera de raio igual a 0,20 m, centralizada sobre a carga. Calcule o fluxo eltrico atravs da esfera. (considere k = 9,0 x 109 N.m/C)

8) em todos os pontos da superfcie do cubo da figura o campo eltrico paralelo ao eixo z. O cubo tem 3,0 m de aresta. Na face superior do cubo N/C; na face inferior, N/C. Determine a carga que existe no interior do cubo.

9) Na figura a seguir um prtons se encontra a uma distncia d/2 do centro de um quadrado de aresta d. Qual o mdulo do fluxo eltrico atravs do quadrado? (Utilize q = +1,6 x 10 19 C e 0 = 8,85 x 10 12 C/N.m)

7) Quando um chuveiro aberto em um banheiro fechado os respingos de gua no piso do boxe podem encher o ar de ons negativos e produzir um campo eltrico no ar de at 1000 N/C. Considere um banheiro de dimenses 2,5 m x 3,0 m x 2,0 m. Suponha que no teto, no piso e nas quatro paredes o campo eltrico no ar perpendicular superfcie e possu um mdulo uniforme de 600 N/C. Suponha tambm que essas superfcies formam uma superfcie gaussiana que envolve o ar do banheiro. Determine (a) a densidade volumtrica de cargas e (b) o nmero de cargas elementares em excesso por metro cbico de ar.(Utilize 0 = 8,85 x 10 12 C/N.m)

10) Uma casca cilndrica de raio 7,00 cm e comprimento de 240 cm tem sua carga distribuda uniformemente sobre sua superfcie curva. A magnitude do campo eltrico em um ponto radialmente distante 19,0 cm do seu eixo (medido a partir do centro da casca) de 36,0 kN/C. Encontre (a) a carga lquida sobre a casca e (b) o campo eltrico em um ponto a 4,00 cm do eixo, medido radialmente para fora a partir do centro da casca.

11) Encontre o campo eltrico devido a um plano no condutor, infinito com densidade superficial de carga = 12,5 x 10 10 C/m uniforme. (Utilize 0 = 8,85 x 10 12 C/N.m)

12) A figura mostra uma seo de um tubo longo de metal, de paredes finas, com raio R = 3,00 cm e uma carga por unidade de comprimento = 2,00 x 10 8 C/m. Determine o mdulo E do campo eltrico a uma distncia radial (a) r = R/2,00 e (b) r = 2,00R.

13) A figura a seguir uma seo de uma barra condutora de raio R1 = 1,30 mm e comprimento L = 11,00 m no interior de uma casca coaxial, de paredes finas, de raio R2 = 10,0 R1 e mesmo comprimento L. A carga da barra Q1 = +3,40 x 10 12 C; a carga da casca Q2 = 2,00Q1. Determine (a) o mdulo E e (b) a direo (para dentro ou para fora) do campo eltrico a uma distncia radial r = 2,00R2. Determine (c) E e (d) a direo do campo eltrico para r = 5,00R1. Determine a carga (e) na superfcie interna e (f) na superfcie externa da casca.

14) Uma placa metlica quadrada de 8,0 cm de lado e espessura insignificante possui uma carga total de 6 C. (a) estime o mdulo E do campo eltrico perto do centro da placa (a 0,50 mm do centro, por exemplo) supondo que a carga est distribuda uniformemente pelas duas faces da placa. (b) Estime E a 30 m de distncia (uma distncia grande, em comparao com as dimenses da placa) supondo que a placa uma carga pontual.

GABARITO

1) (a) zero ; (b) 8,5 x 10 22 N.m; (c) zero2) 2,5 x 10 28 C.m3) 1,22 x 10 23 J4) 355 kN.m/C5) 4,14 MN/C6) (a) zero ; (b) 3,92 N.m/C ; (c) zero7) 3,4 x 105 N.m/C8) 4,3 x 10 9 C9) (a) 1,3 x 10 8 C/m ; (b) 8,2 x 101010) (a) 913 nC ; (b) zero11) 70,6 N/C12) (a) E = 0 ; (b) E = 5,99 x 10 N/C13) (a) 0,214 N/C ; (b) para dentro ; (c) 0,855 N/C ; (d) para fora ; (e) 3,40 x 10 12 ; (f) 3,40 x 10 1214) (a) 5,3 x 107 N/C ; (b) 60 N/C